Металды балқыту және шыны өндіру сияқты өнеркәсіптік операциялар контактты датчиктер үшін нақты қиындықтар туғызады. Қатты ыстықтың (кейде 1200 градус Цельсийден жоғары) қозғалыстағы бөліктермен және қатты химиялық ортамен қосылуы датчиктердің сенімсіз жұмыс істеуіне әкеліп соғады. Пирометрлер контактсыз өлшеу әдісін ұсынатындықтан жақсырақ шешім болып табылады, бұл қызметкерлердің ыстық пештердің ішінде немесе балқып жатқан шыныға жақын орындар сияқты қолжетімсіз орындарда жағдайды үздіксіз бақылау мүмкіндігін береді. Сонымен қатар, «Non Contact Sensor Technology» ұжымының жақында жүргізген зерттеуі қызықты нәтиже көрсетті: контактсыз температура өлшеу әдістерін қолданатын болат зауыттарында көне термобұрғыларға сүйенген зауыттармен салыстырғанда жабдықтардың 63% азауы байқалды. Өте қатаң жағдайлармен жұмыс істеу кезінде өндірушілердің дәл өлшеу нәтижелерін беріп, қатты әсерлерге төзімді құралдарға сұраныс көп болады. Сол себепті көптеген кәсіпорындар қауіпсіздікті сақтау үшін ғана емес, сонымен қатар тұрақты ақаулар болмай, өндірістің үздіксіз жұмысын қамтамасыз ету үшін де пирометрлерге көшеді.
Инфрақызыл пирометрлер белгілі бір толқын ұзындығындағы (әдетте 0,7-ден 20 микрометрге дейін) заттар шығаратын жылу сәулесін алып жұмыс істейді. Бұл құрылғыларда сәулені жинақтап, құрал ішіндегі термопил немесе фотодетектор компонентіне жеткізетін оптикалық жүйелер бар. Әрі қарай не болады? Бұл компоненттер түсірілген сәулелерді температура көрсеткіштеріне сәйкес келетін электр сигналдарына айналдырады. Мысалы, алюминий домалақтау станын алыңыз. Операторлар пирометрлерді әсіресе 1,6 микрометр толқын ұзындығына бағыттаса, бу мен шаң бөлшектері өлшеулерге аз әсер ететіндіктен нәтижелер айтарлықтай жақсаяды. Бұл неге маңызды? Өйткені көптеген өнеркәсіптік материалдар бетінің қасиеттеріне және жылу шығару тәсілдеріне байланысты жарықты әр түрлі шағылдырады. Нақты толқын ұзындықтарына назар аудару арқылы өндірушілер шынайы жағдайлардағы қиыншылықтарға қарамастан дәл температураны бақылауға қол жеткізе алады.
Пирометр жұмысын үш негізгі айнымалы басқарады:
| Фактор | Дәлдікке әсері | Азайту стратегиясы |
|---|---|---|
| Эмиссивтілік | Төмен шығару қабілеті (мысалы, әлпетті металлдар) көрсеткіштердің төмен болуына әкеледі | Екі толқын ұзындығындағы модельдерді пайдаланыңыз |
| Толқын ұзындығы | Жолдау жолағын дұрыс таңдамау көрсеткіштердің қате болуына әкеледі | Материалдың қасиеттеріне сәйкестендіріңіз |
| Көрсеткіш | Шаң, газдар немесе жылулық фон деректерді бұрмалайды | Ауа жүйелерін тазалау және сигналды фильтрлеу |
Мысалы, көптеген толқын ұзындығындағы пирометрлерді пайдаланатын шыны өндірушілер шынының балқытылған күйіндегі температурасын бақылау кезінде шынының мөлдірлігі мен беттік шағылысуын есепке ала отырып ±0,5% дәлдікке қол жеткізеді. Қара дене сәулелену көздеріне қарсы калибрлеу жоғары температура қолданыстарында сенімділікті сақтайды.
Температура 1500 градус Цельсийден жоғары болатын металл өңдеу процесстерінде пирометрлер күрделі өлшеу мәселелерін шешуде нақты нәтиже береді. Мысалы, болатты құйма өңдеу немесе алюминийді экструзиялау процесстері сапалы температураны басқаруды талап етеді. Проблема сонда, өңдеу кезінде эмиссиялық мәндер әлдеқайда өзгеріп тұрады: балқытылған металдар үшін ол 0,3-тен 0,7-ге дейін, ал қатты заттар үшін 0,2-ден 0,4-ке дейін болады. Бұл айырмашылық контактілі жүйелер үшін нақтылық қателерін пайда болуына әкеліп соғады, кейде дәлдік қатесі плюс немесе минус 5% дейін жетеді. Алайда жағдай тағы да күрделенеді, мысалы, суарып сөндіру ванналарында пайда болатын бу немесе ыстық беттерде табиғи тотығу қабаттары сияқты қоршаған орта жағдайларын ескерген кезде, бұл кәдімгі сенсорлардың көрсеткіштеріне әсер етіп, зауыт операторлары үшін сапа стандарттарын сақтау қиын болып табылады.
Инфрақызыл пирометрлер физикалық зондты қолдану мүмкін емес қарқынды өнеркәсіптік процесстерде температураны бақылайды. Мысалы, болат термиялау процесін алыңыз. Өндірушілер бұл спектралдық диапазондағы көрсеткіштерді пайдаланып, бір жағдайда қолмен тексеруді күтпей-ақ түзетулер енгізе бастаса, онда дәнді құрылымның ақаулары шамамен 28 пайызға төмендейді. Ал алюминийді ұзарту цехтарында 1,6 микрон жиілігінде жұмыс істейтін осы құрылғылар машиналардың дірілдеуі мен әр жерде тозаңдап тұрған металдың ұшып жүруіне қарамастан плюс-минус 1 пайыз дәлдікпен өз дәлдігін сақтап тұрады.
Заманауи кәсіпорындар пирометрлерді ПЛК (программаланатын логикалық басқаруыштар) арқылы қосып, жылу басқаруын автоматтандырады. Бұл интеграция мынаны мүмкіндік етеді:
| Параметр | Қолмен басқарумен салыстырғанда жақсарту |
|---|---|
| Жауап беру уақыты | 50 есе тезірек баптаулар |
| Энергия тиімділігі | балқыту пешінде 18% отын үнемдеу |
| Ақау көрсеткіштері | пішіні бұзылған бөлшектер санының 31% азаюы |
2023 жылы автомобиль құрамдас бөлшектерін соғуды зерттеу индукциялық қыздыру катушкаларына миллисекунд деңгейінде кері байланыс арқылы термиялық түсуін 35% қысқартатын тұйықталған пирометр жүйелерін көрсетті.
Балқытылған шынының температурасын өлшеуге келсек, пирометрлер өте маңызды, себебі дәстүрлі контактілі сенсорлар материалдың өзінің жабысқақ қасиетіне байланысты 1600 градус Цельсийге дейінгі қатты ыстықты төтеп бере алмайды. 3-тен 5 микронға дейінгі спектр аясында нақты бөліктерге назар аудару арқылы жұмыс істейтін құрылғылар жанып тұрған газдардан келетін инфрақызыл сәуле шуын елемеуге көмектеседі. Бұл әдіс шыны өндірісінің ұзақ жолақтарында шамамен 1 пайыздық дәлдікке қол жеткізеді. Кейбір жаңартылған зерттеулер қызықты нәрсе көрсетті - спектр параметрлерін реттеу дәл шыны құю кезінде температураның тұрақтылығын жақсартады. Нәтижесінде, өткен жылы Шу мен әріптестері жариялаған зерттеу бойынша, бұл әдіс кәдімгі кең спектрлік әдістерге қарағанда оптикалық искәжейленуді шамамен 40 пайызға азайтады.
Боросиликат және қосылған қож әртүрлілігінде дәстүрлі пирометрлер жұмыс істей алмайды. Көп толқын ұзындығындағы үлгілер бір мезгілде 0,8 мкм, 1,6 мкм және 2,2 мкм-де термиялық сәуле шығаруды салыстырып, фазалық өтпелер кезінде ауысатын мөлдірлікті автоматты түрде түзетеді. Бұл әдіс химиялық тұрақтылық үшін ±2°C тұрақтылық қажетті болған жағдайда дәрілік шыны ампулаларды өндіруде өлшеу қателерін 68% азайтады.
Заманауи пирометрлік массивтер 20 метрлік өнеркәсіптік пештер бойынша термиялық градиенттерді бақылайды, керамикалық бұрмалануды туғызатын салқын аймақтарды анықтайды. Керамикалық тақта өндірісінде 5 секунд сайын нақты уақытта бақылау 1250°C дейінгі ең жоғары температураны ±5°C дәлдікпен сақтайды.
Қара дене сәулелену көздеріне қарсы кварталдық калибрлеу линза ластануына қарамастан пирометр дәлдігін қамтамасыз етеді. Инженерлер оптикалық айқындылықты сақтау үшін 30° туралау лазерлерін тазарту ауа жүйелерімен біріктіреді, шыны қалыптау сызықтарында 99,3% жұмыс уақытын қамтамасыз етеді. Реттелетін шығару баптаулары (0,20–0,95 диапазоны) көрімді керамика мен шыны тәрізді гельдерден тұратын әртүрлі материалдарға сәйкес келеді.
Пирометрлер температураны тез өзгерту қажет болған жағдайлар үшін өте жақсы, мысалы, рулонды-рұқсаттау бетін жабу немесе пластмассаны жоғары жылдамдықпен экструдерлеу сияқты жағдайларды қарастырыңыз. Полимерлермен жұмыс істегенде бұл инфрақызыл датчиктер ерітіндінің температурасын өте дәл өлшей алады, қателік шегі плюс-минус 1% құрайды. Бұл операторларға материалдардың бүрімделіп немесе құрылымы бұзылып қатуына дейінгі салқындау жылдамдығын реттеуге мүмкіндік береді. Ал жылдамдық тақырыбын қозғасақ, металл бетін жабу процесстерінде бұл құрылғылар 300 метр/минуттан астам жылдамдықпен қозғалатын материалдардың негізгі температурасын қадағалап отырады. Бұл ескі типті термопараға қарағанда анағұрлым жылдам, өйткені олардың жауап беру уақыты бір немесе екі секунд болып келеді.
Байланыссыз пирометрлер үш негізгі өнеркәсіптік қиындықты шешеді:
2023 жылғы өрістік зерттеу қатты орталарда контактілі сенсорлармен салыстырғанда 93% калибрлеу араласуларының азаюын көрсетті.
Өндірушілер үлкен өнеркәсіптік аумақтар бойынша толық температура бақылау жүйелерін орнату үшін LoRaWAN байланысымен жабдықталған батареялық пирометрлерге барынша көңіл аударуда. Бұл желілерден жиналған деректер балқыту процесстерінде отқа төзімді материалдар тозып кететінін болжай алатын болжамдық модельдерге енгізіледі, кейде бұл үш апта бұрын болуы мүмкін. Мысалы, Германиядағы бір автомобиль зауытында сымсыз температура датчиктерін енгізу жылуға байланысты өндірісті тоқтатуды үштен екі бөлікке дейін азайтты. Жөндеу шығындары да айтарлықтай төмендеді, жылына шамамен жеті жүз қырық мың доллар үнемделді.
Термиялық жұптар сияқты байланыс датчиктері өндірістік ортада үлкен қиындықтарға тап болады. Жоғары жылдамдықты прокат станоктарында немесе химиялық әрекетті ортада беттермен тікелей байланыс датчиктердің бұзылуын жылдамдатып, калибрлеу дрейфін жылына 15–20% арттырады. Термиялық жұптар келесі мәселелерге де тап болады:
Қазіргі заманғы инфрақызыл пирометрлер жанама әдіспен жұмыс істеу арқылы осы мәселелерден құтқарады. Шығарылатын жылу сәулесін өлшеу арқылы болат зауыттары мен шыны балқыту пештерінде 5 жылдан астам уақыт бойы ±0,5% дәлдікті сақтайды. Негізгі артықшылықтары:
Пирометрлердің бастапқы құны жанама датчиктерге қарағанда жоғары болса да ($2к–$8к қарсы $300–$1,500), олардың ROI 12–18 ай ішінде айқын көрінеді:
| Құн факторы | Термопара | Пирометрлер |
|---|---|---|
| Жылдық сақтау | $12к–$20к | $1к–$3к |
| Калибрлеу жиілігі | Айылдық | Жарты жыл сайын |
| Процестің өнімділігін арттыру | 0–2% | 5–9% |
Дәл температураны реттеу арқылы зауыттар пирометрлерді пайдалану нәтижесінде алюминий экструзиясында сапа бойынша 23% аз қайтару және керамикалық пештерде 17% энергия үнемдеу көрсетеді.
Пирометр – өлшенетін нысанның тікелей физикалық байланысынсыз жоғары температураны өлшеуге арналған құрал.
Пирометрлер үздіксіз, контактілік емес температура өлшеуге мүмкіндік береді және экстремалды жағдайларда контактілік датчиктерге қарағанда сенімдірек және тозуға төзімдірек.
Пирометрлер нысанның шығаратын инфрақызыл сәулесін анықтап, оны температурамен байланысты электрлік сигналға айналдыру арқылы температураны өлшейді.
Пирометрлердің дәлдігіне шығару қабілеті, толқын ұзындығының таңдауы және шаң мен газдар сияқты орта факторлары әсер етуі мүмкін.
Пирометрлерге әдетте жарты жылда бір рет калибрлеу қажет болады, ал термокупель сияқты контактілік датчиктер үшін әр ай сайын калибрлеу қажет.
Біз барлық продукт дизайн шешімдерін ұсырамыз. 2011 жылыңыдан бастап өлшеу құралы брендінің маңызды ғана factory. Көмек керек пе? Бүгінгі күнде дос дүниемізбен сөйлесіңіз.
китай, Шэньчжэнь, район Лонгган, г. Пинху, ул. Пинган, Фонтанный Научный Парк, здание Каньтянь, 2-й этаж, индекс 518111
Тümсіз құқық © 2025 Шэньчжэнь FLUS Technology Co., Ltd. Құпиялық саясаты
EN
